Обработ ка поверхностей инструментом кулачково-ударною действия

Принцип обработки и конструкция инструмента.

У инструмента кулачково-ударного действия деформирующие ролики помимо обкатывающего движения совершают еще в радиальном направлении быстрые возвратно-поступательные перемещения, в результате чего ролики, обкатываясь по обрабатываемой поверхности, наносят по ней кратковременные удары большой частоты. Частота ударов зависит от скорости вращения заготовки детали и конструкции инструмента.

При обработке отверстий ударной (импульсной) раскаткой (рис. 4.1, а) рабочие ролики, установленные в сепараторе, вращаются между поверхностью обрабатываемого отверстия и поверхностью кулачковой оправки, совершая переносное или планетарное движение. Кулачковая оправка представляет собой цилиндр, на котором равномерно по окружности выполнено несколько равных площадок (лысок) или профильных канавок. Обкатывая выступающие участки кулачковой оправки, ролики совершают быстрые радиальные перемещения, ударяя с большой частотой по обрабатываемой поверхности в момент заклинивания (положение II); при этом натяг максимален. При перемещении ролика на цилиндрическом участке кулачковой

Рис. 4.1. Схемы раскатывания отверстия ударными раскатниками: а - этапы прохождения роликами различных участков оправки (1 - обрабатываемая поверхность; 2 - оправка; 3 - ровная площадка (лыска) на оправке; / - ролик на лыске; II - ролик в переходный момент; III - ролик на цилиндрическом участке; и,, п_с> м_р - частота вращения соответственно кулачковой оправки, сепаратора и роликов; D, D| - диаметр соответственно до и после обработки; d - диаметр ролика; г - радиус кулачковой оправки; Z)_p - диаметр раскатки; AD /2 - пластическая деформация обрабатываемой поверхности); б - схема узла, обеспечивающего импульсную осевую подачу; упругий элемент сжат, ролик «заклинен» (1 - ролик; 2 - оправка; 3 - сепаратор; 4 - упругий элемент); в - схема узла, обеспечивающего импульсную осевую подачу; в момент подачи упругий элемент разжат, ролик расположен на лыске и свободно перемещается по оси

оправки (положение III) происходит обкатывание с натягом /' / 2. При прохождении роликом лыски (положение I) натяг минимален или равен нулю. Натяг меняется от минимального до максимального в течение примерно 10 ³... 10 ⁴ с. Количество таких импульсов за один оборот раскатки равно произведению количества лысок на количество роликов.

В процессе обработки поверхность детали испытывает двойное воздействие: вследствие раскатывания и вследствие приложения ударной силы. В связи с мгновенным и кратковременным приложением нагрузки пластическая деформация не успевает распространиться на значительную глубину. Это позволяет обрабатывать отверстия в деталях малой и неравномерной жесткости.

Рассмотренная схема обработки имеет ряд недостатков, которые обусловлены непрерывной осевой подачей деформирующих роликов, сопровождаемой проскальзыванием роликов и возникновением в контактной зоне значительных пульсирующих касательных напряжений, снижающих стойкость инструмеита и ухудшающих качество обрабатываемой поверхности. В связи с этим используют более совершенную конструкцию инструмента, обладающую не только радиальным, но и осевым импульсом нагружения, благодаря которому достигается прерывистая подача деформирующих роликов. Для реализации этой схемы в раскатник по его оси вводят упругий элемент в виде резинового кольца или пружины (рис. 4.1, б), который позволяет прекращать подачу в момент заклинивания роликов. Подача роликов свободно происходит только в тот момент, когда они находятся на лысках кулачковой оправки (положение I, рис. 4.1, а) и упругий элемент, распрямляясь, дополнительно увеличивает подачу (рис. 4.1, в).